Замок для бурильных труб З-95 в Минске

Замок для бурильных труб З-95: конструкция, параметры и условия эксплуатации

З-95 — замковое соединение для бурильных труб с номинальным наружным диаметром 95 мм, применяемое в составе бурильных колонн при вращательном бурении. Замок обеспечивает передачу крутящего момента, осевой нагрузки и промывочного потока между секциями труб и выполняется по ГОСТ 7918-75 (замки буровые) с конической резьбой и уплотнительными поверхностями «выступ–впадина». Конструктивно изделие состоит из двух ответных деталей: муфты замковой и ниппеля замкового, соединяемых по конической резьбе с последующей затяжкой до контакта упорных торцов.

Замок З-95 относится к типоразмерному ряду замков для труб диаметром 95 мм и применяется в колоннах геологоразведочного и структурно-поискового бурения, а также в установках подземного ремонта скважин. В отличие от универсальных замков, З-95 имеет нормированные присоединительные размеры под конкретный диаметр трубы, что исключает применение переходников и снижает число резьбовых соединений в колонне.

Технические параметры

Материалы и термообработка

Замки З-95 изготавливают из легированных конструкционных сталей, обеспечивающих сочетание прочности и сопротивления абразивному износу при контакте с горной породой и стенками скважины. Основные марки:

• 40ХН — улучшение до твёрдости 248–302 HB, применяется для муфт и ниппелей общего назначения;
• 40ХН2МА — закалка с отпуском, твёрдость 285–341 HB, для колонн с повышенным крутящим моментом;
• 38Х2МЮА — азотирование рабочих поверхностей резьбы и упорных торцов, твёрдость поверхностного слоя до 60 HRC;
• 45Х — нормализация с последующей закалкой ТВЧ по резьбовому поясу;
• 20ХН3А — цементация с закалкой, для замков, работающих при знакопеременных нагрузках.

Термообработка выполняется по режимам, обеспечивающим отсутствие обезуглероженного слоя на резьбовых поверхностях, поскольку наличие мягкого слоя приводит к смятию витков резьбы при затяжке и потере герметичности соединения. Упорные торцы муфты и ниппеля шлифуются до шероховатости Ra 1,6 мкм для обеспечения плотного контакта.

Эксплуатационные условия и применение

Замок З-95 эксплуатируется в составе бурильной колонны при частоте вращения до 600 об/мин, осевой нагрузке на долото до 150 кН и давлении промывочной жидкости до 10 МПа. Основные области применения:

• геологоразведочное бурение скважин глубиной до 1200 м снарядами ССК и колонковыми трубами;
• структурно-поисковое бурение на твёрдые полезные ископаемые;
• бурение скважин на воду и инженерно-геологические изыскания;
• подземный ремонт скважин с применением колонн НКТ и бурильных труб малого диаметра;
• монтаж анкерных и инъекционных скважин в строительстве.

При работе в абразивных породах (граниты, песчаники, габбро) наружная поверхность муфты подвергается гидроабразивному износу. Для продления ресурса применяют наплавку твёрдым сплавом по наружному диаметру или защитные кольца. В скважинах с искривлением более 3 на 10 м возрастает изгибающий момент на замковом соединении, что требует контроля соосности и периодической проверки резьбы калибрами.

Контроль и дефектация

Периодичность проверки замков З-95 устанавливается регламентом буровых работ и обычно составляет 100–150 циклов свинчивания–развинчивания. Контролируемые параметры:

• износ резьбы по среднему диаметру — не более 0,3 мм;
• смятие упорных торцов — не более 0,5 мм по высоте;
• трещины в теле ниппеля и муфты — выявляются магнитопорошковой дефектоскопией;
• овальность проходного канала — не более 1,0 мм;
• остаточная твёрдость рабочих поверхностей — не ниже 240 HB.

Замки, имеющие износ резьбы свыше допустимого или трещины, к дальнейшей эксплуатации не допускаются и подлежат списанию либо восстановлению наплавкой с последующей механической обработкой и повторной термообработкой.

Вопросы и ответы